带副叶片的螺旋输送器与螺旋卸料沉降离心机的制作方法

1.本实用新型涉及固液分离技术领域，尤其是一种带副叶片的螺旋输送器与螺旋卸料沉降离心机。


背景技术：

2.螺旋卸料沉降离心机包括立式与卧式螺旋卸料沉降离心机，是一种用于固液分离的高效离心设备，可以用于工业和民用固液分离的离心处理工序。卧式螺旋卸料沉降离心机简称为卧螺离心机，相比带式压滤机和板框压滤机等，卧螺离心机由于其本身具有处理量大、自动化操作、脱水效果好等特点，在工业领域得到了广泛的使用。图1为现有的常规卧螺离心机结构，转鼓包括锥段11的小端和直筒段7的大端，小端和大端分别利用小端盖2和大端盖8固定连接，进料管1穿过小端盖2与螺旋输送器的中空内筒4内部连通或从转鼓大端进入，内筒4外周固定有螺旋叶片6，靠近进料管1的内筒4上开设有出料孔3，外筒5小端下部开设有固相出口12，大端盖8上开设有溢流口9，大端盖8与外筒5固定连接，转鼓和螺旋输送器由差速器控制差速旋转。工作时，待分离的悬浮液经进料管1连续输送到螺旋输送器的中空内筒4内，经螺旋输送器的出料孔3，进入高速旋转的外筒5与内筒4之间，在离心力的作用下，固相颗粒快速沉降到外筒内壁上，转鼓和螺旋输送器同向差速旋转，螺旋输送器将固相颗粒沉渣推送到转鼓小端的干燥区，经过螺旋输送器推力和沉渣离心分力的双向挤压，使沉渣得到进一步挤压脱水后，从转鼓小端的固相出口12排出，而分离后的清液向转鼓大端移动，最终从转鼓大端的溢流口9排出。螺旋输送器能连续地把沉渣送至排渣出口12排出机外,其结构、材料和参数不仅关系到卧螺离心机的生产能力、使用寿命，而且直接影响到排渣的效率和分离效果。实际工作时，现有的卧螺分离机在处理较难进行固液分离的悬浮液时，处理效果比较差，微小的固体颗粒很难被分离出来，会随着轻相一起排出，导致轻相含固量较高，在后道处理工序中还必须设置更精密的离心机对轻液再次进行离心分离。
3.中国实用新型专利2018210710072公开了一种卧式三相组合离心分离机，通过在螺旋推料器的外壁上焊接有螺旋斜板分离器；所述螺旋斜板分离器及螺旋推料器的外壁上通体设置有螺旋推料片，同时克服碟片离心机与卧螺离心机的缺陷，可以进行三相或两相的分离，减少了多种离心设备同时连用于同一工序的尴尬，几乎接近于专门的碟片式离心分离机分离液体清晰度的效果，又完全等同于卧螺离心机处理固形物的效果，分离效果的调整操作更为简单。但是这种设计内部密集众多的斜板严重增加了转子的重量，同时将螺旋叶片设置在螺旋斜板外周，故只能采用在相交处点焊的方式，因而叶片的连接强度较差，难以承载卧螺离心机高速旋转的离心载荷，此结构中物料可沿螺旋斜板从进料端直接通过螺旋斜板至轻液出口，形成短路，严重影响物料的分离效果。


技术实现要素：

4.本技术人针对上述现有生产中现有的设备组处理固液较难分离的悬浮液时，分离效果差、轻相中含固量较高固体还需要后处理工序再行过滤或分离等缺点，提供一种结构
合理的带副叶片的螺旋输送器与螺旋卸料沉降离心机，通过增加当量沉降面积、分离长度与提高速度等方式，增强设备对固液较难分离的悬浮液的处理能力及分离效率，最终获得的轻相含固量低，并能节省设备所需空间、降低投资和运行成本。
5.本实用新型所采用的技术方案及有益效果如下：
6.一种带副叶片的螺旋输送器，中空内筒设置有锥段与直筒段，靠近锥段的管壁上开设有出料孔，内筒的外周设置有螺旋叶片，在螺旋叶片之间设置有若干副叶片，所述副叶片的宽度小于螺旋叶片的节距，相邻的两片副叶片交错设置在螺旋通道空间内形成曲折流道。本实用新型通过在螺旋叶片之间增加副叶片，副叶片随内筒一起旋转，进入螺旋输送器的悬浮液在巨大离心力场作用下，固体颗粒从液相中分离出来，由于副叶片的存在，改变了原来仅以螺旋叶片驱动液体旋转的方式，而是通过副叶片驱动从出料孔进入内外筒之间的悬浮液，使之能立即获得离心力和转速，从而加速固液两相的分离，提高分离效率。同时副叶片也增加了当量沉降面积，根据分离因数f
r
=rω2/g的公式，上述速度提高与面积增加，可以显著提高分离因数f
r
，取得更好的分离效果。本实用新型通过对现有的卧螺离心机的改造，增强设备对固液较难分离的悬浮液的处理能力及分离效率，具有造价低、节省生产运行费用等优点。
7.作为上述技术方案的进一步改进：
8.所述副叶片的根部焊接在内筒的外周面上，一侧边与螺旋通道一侧螺旋叶片焊接，另一边距离螺旋通道另一侧螺旋叶片一定距离t。
9.所述距离t为螺旋节距p的20%～80%。
10.所述副叶片为平面直板叶片或者曲面叶片。
11.所述曲面副叶片的曲面弯曲外凸方向与转鼓旋转方向一致。当选用曲面叶片时，副叶片具有一定弯曲弧度，其曲面弯曲外凸方向与转鼓旋转方向一致，也即悬浮液中的重相颗粒会沿着曲面叶片的外凸表面向外移动，如此设置可以有效增加离心力，促使重相颗粒容易沉降。
12.所述副叶片与转鼓中轴线之间的夹角α为0～45度；或者所述副叶片与转鼓径线之间的夹角β为0～90度。
13.所述副叶片设置在出料孔以后的螺旋通道中。可以减小转鼓锥段干燥区的输送阻力，便于固相物料的排出。
14.所述副叶片在每个螺旋节距内均布若干片，相邻两叶片之间平行或者交错设置，螺旋叶片两侧的两片副叶片的侧边焊接位置错开。相邻两叶片交错设置可以提高固体推料的效率，避免产生死角或者堆积。本实用新型设置在螺旋通道中的交错副叶片形成波浪形通道，当分离液流经该通道时，受到副叶片的阻挡，降低流速并不断被迫转向，延长悬浮液的分离路径长度，增加了待分离悬浮液在转鼓内的沉降距离与停留时间，在转鼓直径、转速和长径比相同的情况下，当量沉降面积也同时增加，颗粒沉降距离缩短，悬浮液的流速增加，使固体颗粒可以充分从液相中分离出来沉降，可以获得纯度更高的清液，后道工序无须再进行固体颗粒的过滤处理，有效提高分离效果。
15.所述副叶片的高度不高于螺旋叶片高度，高度相等或者从固相端到液相端高度依次递增。当副叶片的高度与螺旋叶片高度平齐时，副叶片可辅助刮除外筒内壁上的固相颗粒，辅助螺旋叶片朝着转鼓小端的干燥区推送固相颗粒。当副叶片的高度从固相端到液相
端高度依次递增时，副叶片可以辅助螺旋叶片向固相端推送固相颗粒。
16.一种螺旋卸料沉降离心机，在外筒内部设置有如上述带副叶片的螺旋输送器。
附图说明
17.图1为现有的卧螺离心机的结构示意图。
18.图2为使用本实用新型的卧螺离心机的结构示意图。
19.图3为本实用新型螺旋输送器的立体图。
20.图4为图2中螺旋输送器a
‑
a截面的剖视图。
21.图5同图4，为实施例二中的螺旋输送器副叶片布局图。
22.图6为本实用新型实施例三的螺旋输送器立体图。
23.图7为图6的主视图。
24.图8为本实用新型实施例四的螺旋输送器立体图。
25.图9为图6的主视图。
26.图10同图4，为实施例四中的螺旋输送器副叶片布局图。
27.图中：1、进料管；2、小端盖；3、出料孔；4、内筒；5、外筒；6、螺旋叶片；7、直筒段；8、大端盖；9、溢流口；10、副叶片；11、锥段；12、固相出口；13、第一缺口；14、第二缺口；15、流道。
具体实施方式
28.下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。
29.实施例一：
30.如图3、图4所示，本实用新型所述的带副叶片的螺旋输送器是在现有的常规的螺旋输送器的螺旋叶片6之间，增设有若干副叶片10，副叶片10的宽度小于螺旋叶片6的节距，相邻的两片副叶片10交错设置，将螺旋叶片6之间的原本连续完整的螺旋通道空间进一步分隔为曲折流道15，从而延长悬浮液的分离路径长度，有效提高分离效果。
31.本实施例中所增设的副叶片10为平面直板叶片，沿着螺旋输送器的径向设置，其根部的底侧边焊接于内筒4外周，其一侧边焊接在螺旋叶片6上，即每一个螺旋空间内的一部分副叶片10的左边缘与靠近左侧螺旋叶片6固定，在右侧留出第一缺口13，宽度为t，距离t为螺旋节距p的20%~80%，另一部分副叶片10的右边缘与远离进料管1的右侧螺旋叶片6固定，从而在左侧留出第二缺口14；即每一个圆周空间内相邻的两片副叶片10交错与左侧螺旋叶片6、右侧螺旋叶片6固定，从而在每一个螺旋空间内形成曲折的波浪形或蛇行路径的流道15，当分离液流经该通道时，受到副叶片10的阻挡，降低流速并不断被迫转向，增加了离心分离过程中待分离液在转鼓内的停留时间。本实施例在螺旋输送器的若干段节距内，径向等角度均布设置有若干片副叶片10。
32.本实用新型在工作时，待分离的悬浮料从进料管1进入螺旋输送器的内筒4内，随后从螺旋输送器的出料孔3进入高速旋转的外筒5与内筒4之间，固相颗粒沉降到外筒内壁上，螺旋输送器将固相颗粒沉渣推送到转鼓小端即固相端的干燥区，经过螺旋输送器推力和沉渣离心分力的双向挤压，使沉渣得到进一步挤压脱水后，从转鼓小端的固相出口12排出；而密度较轻的分离后的清液则沿着内筒4向另一侧液相端移动并沉淀，最终从溢流口9
排出。
33.本实用新型通过在螺旋叶片6之间增加副叶片10，副叶片10随内筒4一起旋转，进入螺旋输送器的悬浮液在巨大离心力场作用下，固体颗粒从液相中分离出来，由于副叶片10的存在，改变了原来仅以螺旋叶片6驱动液体旋转的方式，而是通过副叶片10驱动从出料孔3进入内外筒之间的悬浮液，使之能立即获得离心力和转速，从而加速固液两相的分离，提高分离效率。同时副叶片10也增加了当量沉降面积，根据分离因数f
r
=rω2/g的公式，上述速度提高与面积增加，可以显著提高分离因数f
r
，取得更好的分离效果。
34.本实用新型设置在螺旋通道中的交错副叶片10形成波浪形通道，增加了待分离悬浮液在转鼓内的沉降距离与停留时间，在转鼓直径、转速和长径比相同的情况下，当量沉降面积也同时增加，颗粒沉降距离缩短，悬浮液的流速增加，使固体颗粒可以充分从液相中分离出来沉降，可以获得纯度更高的清液，后道工序无须再进行固体颗粒的过滤处理。本实用新型通过对现有的卧螺离心机的改造，增强设备对固液较难分离的悬浮液的处理能力及分离效率，具有造价低、节省生产运行费用等优点。
35.实施例二：
36.如图5所示，本实施例将实施例一中的平面直板叶片改为曲面叶片，副叶片10具有一定弯曲弧度，其曲面弯曲外凸方向与转鼓旋转方向一致，也即悬浮液中的重相颗粒会沿着曲面叶片的外凸表面向外移动，如此设置可以有效增加离心力，促使重相颗粒容易沉降。
37.实施例三：
38.如图6、图7所示，本实施例将实施例一中的沿转鼓轴向设置的副叶片10偏转一定角度设置，图7中副叶片10与转鼓中轴线的夹角α为45度以内，优选为5~30度，相邻叶片平行设置，偏转方向一致。本实施例将副叶片10设置在出料孔3的后部螺旋通道中，可以减小转鼓锥段11干燥区的输送阻力，便于固相物料的排出。
39.实施例四：
40.如图9、图10所示，本实施例将实施例四中的偏转方向一致的副叶片10的偏转方向交错设置，即螺旋叶片6推料面一侧所焊接的副叶片10的偏转方向与旋转方向相反，背面一侧所焊接的副叶片1的偏转方向与旋转方向一致。本实施例可以提高固体推料的效率，避免产生死角或者堆积。
41.实施例五：
42.如图10所示，本实施例将实施例一中的沿转鼓径向设置的副叶片10偏转一定角度设置，图10中副叶片10与径线的夹角β为90度以内，优选为5~45度。本实施例中在一个螺旋节距中设置四片副叶片10。
43.实施例六：
44.以上各实施例的副叶片10的高度与螺旋叶片6高度平齐，副叶片10可辅助刮除外筒内壁上的固相颗粒，辅助螺旋叶片6朝着转鼓小端的干燥区推送固相颗粒。当然副叶片10的高度也可以低于螺旋叶片6，或者从固相端到液相端高度递增，从而辅助螺旋叶片向固相端推送固相颗粒。
45.以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，在不违背本实用新型精神的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改。例如悬浮液是固液混合物的一种，当然也可以是发酵液、胶体、表面活性剂或乳浊液等。比如副叶片10也可以是高度不超过螺旋叶
片6的圆形、锥形、曲线形或其他异形板，只需要确保在每一个螺旋圆周空间内形成流道15即可。